Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) провели исследования и создали покрытие из хрома для защиты от окисления сварных соединений тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) водо-водяных энергетических реакторов.

В случае перегрева ТВЭЛов данное покрытие сможет дополнительно 30 минут обеспечивать прочность и герметичность циркониевой оболочки элемента, внутри которого находится радиоактивное топливо, сообщил в четверг один из авторов исследования, сотрудник Научно-образовательного центра им. Вейнберга Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Дмитрий Сиделев.

«Неотъемлемой частью производства ТВЭЛов является герметизация циркониевой оболочки путем сварки. В случае возможной аварии с потерей теплоносителя, когда поступление воды в активную зону пропадает или существенно снижается, происходит нагрев оболочек ТВЭЛов. Критическая температура — 1,1−1,2 тыс. градусов, при такой температуре сварные соединения ТВЭЛ интенсивно окисляются, становятся хрупкими и разрушаются при минимальном механическом воздействии «, — рассказал Дмитрий Сиделев.

Проведенные учеными ТПУ исследования показали, что повысить защиту от окисления для сварных соединений сможет специальное покрытие из хрома толщиной 10 микрон (для сравнения — толщина человеческого волоса составляет около 100 микрон).

«Если незащищенное соединение окисляется за 2 минуты при температуре 1,1 тыс. градусов, то при нанесении покрытия из хрома сварное соединение остается защищенным, как минимум, дополнительные 30 минут», — отметил Сиделев.

В настоящее время ученые вуза приступают к разработке промышленной технологии нанесения покрытий и проводят дополнительные испытания.

«Сварные соединения обеспечивают герметичность оболочки ТВЭЛа, у которого внутри урановое топливо, и при тяжелой аварии топливо может попасть в активную зону реактора, возможно заражение атмосферы. Ядерный реактор в такой ситуации становится, как нагретая кастрюля — если убрать крышку, то скопившиеся внутри пары окажутся в атмосфере. Сейчас мы продолжаем испытания в условиях, моделирующих нормальную работу реактора и аварийные условия, но уже при больших температурах — до 1,2 тыс. градусов», — сказал собеседник агентства.

Подобная система охлаждения используется на водо-водяных энергетических реакторах ВВЭР на тепловых нейтронах. Из 38 атомных энергоблоков, действующих в РФ, 22 работают с реакторами ВВЭР (из них 13 энергоблоков ВВЭР-1000 установленной электрической мощностью 1 000 МВт, пять энергоблоков — ВВЭР-440 различных модификаций и четыре энергоблока ВВЭР-1200). Главный конструктор реакторных установок ВВЭР — предприятие госкорпорации «Росатом» «ОКБ «Гидропресс», научный руководитель — Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт».


К следующей новости